مدیریت حفاظت بتن
علیرغم اینکه مدت نسبتا؛ زیادی از پیرایش بتن نمی گذرد ( حدود 125 سال )
شناخت علل فساد در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن ، مقاومت
زیاد ، استحکام و شکل پذیری بتن استفاده از این ماتریال را با استقبال روز
افزونی مواجه ساخته است . با توجه به گستردگی استفاده از بتن نتایج بهره وری
از آن همواره رضایت بخش نبوده و در پاره ای از موارد مسائل و مشکلاتی بوجود
آورده است . در سازه های بتونی ا«ن پرسش مطرح است که آیا بتن با ترکیبات
اولیه ی خویش به تنهایی توانسته است در شرایط زمانی و مکانی مختلف عملکرد
بهینه ای داشته باشد ؟ متأسفانه بررسی ها و تحقیقات انجام شده در این زمینه ،
پاسخ منفی را بدست می دهد .
مقاله ی حاضر بر اساس تحقیقات میدانی انجام شده در زمینه ی شناخت علل فساد
بتن در استان هرمزگان تهیه گردیده است .
فساد پذیری سازه های بتونی که کاهش دوام سازه یی رع به همراه دارد ، اسباب
نگرانی سازه های مهمی چون مجتمع بندری شهید رجائی ، سد میناب ، خط انتقال آب
میناب – بندر عباس و دهها پروژه ی دیگر را فراهم ساخته است .
شناخت علل فساد بتن در پروسه ی تحقیقات میدانی و جلوگیری از بروز آن در قالب
طرح مدیریت حفاظت بتن ، جمع بندی و ارائه گردیده است . لذا لازم است که قبل
از ورود به بحث اصلی به تبیین اصطلاحات ویژه ای بپردازیم که کرارا؛ از آن
استفاده خواهد شد .
امروزه با عاریه گرفتن اصطلاح خوردگی از بخش متالوژی عنوان ؛ خوردگی بتن ؛
ابداع شده است . در حالی که واژه خوردگی تعریف روشنی از چگونگی بروز فعل و
انفعالاتی که تخریب زودرس بتن را بهمراه داردئ به دست نمی دهد .
ازدیاد حجم فولاد درون سازه بتونی بر اثر واکنش های شیمیایی / الکتروشیمیایی
، سبب افزایش فشار درون بتن گردیده که نهایتا“ فرایند تخریب بتن را بهمراه
دارد . در این مقطع ترمیم بتن مطلقا“ امکان پذیر نبوده و یا انجحام آن با
هزینه های گزافی همراه است .
شباهت این فرایند در بتن با بیماری مهلک سرطان عنوان سرطان بتن ( Concrete
Cancer ) را مطرح نموده است . اما از ؟آنجا که فرایند تخریب بتونهای غیر مسلح
به ژگونه دیگری است ، واژه فساد بتن را برای تبیین امری که تخریب بتونهای
مسلح و غیر مسلح را بهمراه دارد مناسب تر یافته ایم .
1- مدیریت حفاظت بتن
مدیریت حفاظت بتن در بر گیرنده تمامی موارد فنی و اجرائی در حد جزئیات است که
طرح ، اجرا و بهره برداری از سازه های بتنی را در بر می گیرد .
کشاورزان با استفاده از واژگان کاشت ، داشت و برداشت تعریف جامعی رال در امر
کشاورزی ارائه نموده اند . چنانچه ما نیز چنین تعریفی را برای امور عمرانی
کشور داشته باشیم از به هدر رفتن میلیاردها ریال سرمایه های ملای جلوگیری
کرده ایم .
1-1- اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن
می توان اجزای تشکیل دهنده مدیریت حفاظت بتن را به طریق زیر فهرست بندی کرد :
الف – تأمین سرمایه
ب- تأمنین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص
پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
ج- شناخت عوامل فساد بتن
چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
د- تحقیقات:
( تحقیقات خود شامل دو جزء است که بهینه سازی و جایگزینی مواد جدید مقاوم در
برابر عوامل فساد بتن و پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن را شامل می
شود .
ر- طرح اختلاط بتن
ل- تولید، اجرا و عمل آوری
ن- نگهداری
مدیریت حفاظت بتن با هدف تقلیل ضایعات و جلوگیری از بروز واکنشهای منفی درون
سازه های بتونی دستورالعمل هایی را در بر دارد که می توان نوعا“ آن را به
سازه های دیگر اعم از فلزی ، خاکی و ........ تعمیم داد
الف – تأمین سرمایه :
تأمین سرمایه کافی به منظور انجام دقیق امر طراحی و اجرا و بهره برداری از
سازه در اولویت قرار دارد . عدم امکان تأمین بخشی از سرمایه یعنی عدمن تحقق
بخشی از اهداف پروژه .
ب- تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص
تأمین دانش فنی و نیروی انسانی متخصص به عنوان دو بخشی که بطور متقابل یکدیگر
را پوشش منی دهند مطرح است و عدم تأمین و یا حذف بخشی از آن سلامت سازه ای را
زیر سؤال خواهد برد .
پ- شناخت مصالح و مواد اولیه
شناخت مصالح و مواد اولیه مصرفی در بتن تعاریف و استانداردهای خاص خود را
دارند و با در نظر گرفتن این استانداردها بایستی نسبت به تهیه و بکارگیری آن
در امر احداث سازه های بتونی اقدام نمود . نادیده گرفتن و قصور در اجرای
استانداردها و دستورالعمل های فنی یعنی به خطر انداختن استحکام ، دوام و بقای
سازه ای .
ج- شناخت عوامل فساد بتن
شناخت عوامل فساد بتن که تا کنون شناسائی و طبقه بندی گردیده اند عبارتند از
:
1- نمکها ؛ 2- اسیدها ؛ 3- گازهایی نظیر گاز کربنیک ؛ 4- پوشش نا کافی بتن بر
روی فولاد ؛ 5- کیفیت پایین عمل آوری بتن ؛ 6- بار اضافی ؛ 7- آب و رطوبت ؛
8- فرآیند یخبندان ؛ 9- خوردگی میکروبی ( SRB ) ؛ 10- باکتری های اکسید کننده
گوگرد .
چ – شناخت اقلیم و عوامل محیطی
بحث کلرورها و سولفاتها در سطح کشور همراه سایر عوامل فساد بتن را تحت الشعاع
قرار داده و عوامل دیگری که به فساد منجر می شود مورد غفلت قرار گرفته است (
نمونه حاضر آن سازه های بتونی گوناگون در سطح تهران بزرگ ) و اگر به بند “ ج
“ که گاز کربنیک را به عنوان یکی از عوامل فساد بتن مطرح ساخته است نظری
بیندازیم دیگر هیچگاه سازه بتونی اکسپوز را در سطح شهری که مالامال از گازهای
مونو و دی اکسید کربن است احداث نخواهیم کرد .
بررسی های علمی نشان می دهد که گاز کربنیک موجود در هوا سبب کربناتیزه شدن
بتن و کاهش مقاومت آن می گردد . به طوری که یک عامل نفوذی بعمق20 میلی متر می
تواند تا میزان 35 نیوتن بر میلی متر مربع مقاومت بتن را طی 30 سال کاهش دهد
.
نمک آب دریاهای آزاد آب خلیج فارس
که البته میزان این املاح در نواحلی ساحلی به علت تبخیر بیشتر دو چندان می
گردد و این ارقام بیانگر آن است که حاشیه خلیج فارس سازه بتونی ما به طور
همزمان مورد هجوم دو عامل مخرب سولفات و کلر قرار می گیرد .
ح- تهیه مصالح و مواد مناسب و نگهداری آنها در شرایط خوب و استاندارد
آئین نامه های مجاز بتن در کشورهای مخحتلف و از جمله آئین نامه بتن ایران
تهیه مصالح مرغوب و انبار نمودنآن در شرایط مطلوب را توصیه نموده است . تحقیق
در امر فساد بتن در مجتمع بندری شهید رجایی بندر عباس نشان داد که هیچ یک از
مصالح مصرفی در بتن برابر توصیه های آئین نامه ای تهیه و مصرف نگردیده است .
( تهیه و دپوی شن و ماسه در محیط باز و در مجاورت ماسه های روان آغشته به یون
کلر و سولفات ، نشستن شبنم حاوی کلروسولفات و انبار نمودن پاکتهای سیمان تا
17 کیسه بر روی هم ، ( استاندارد 7 کیسه ) استفاده از آب حاصله از دستگاههای
آب شیرین کن با خاصیت قلیلیی بسیار بالا ، استفاده از بتن خشک ، عدم اجرای
بتن با چگالی مناسب از بارزترین علل فساد بتن در مچتمع بندری شهید رجائی بندر
عباس بوده اند . تهیه مصالح مرغوب از مسافتهای دور را نباید به دلیل افزایش
هزینه به تهیه مصالح نا مرغوب از مسافت نزدیک ترجیح داد .
د- تحقیقات :
چون عمدتا“ تحقیقات میدانی انجام شده در حاشیه خلیج فارس صورت گرفته است و
مضافا“ این که این خلیج به علت عمق کم و گستردگی زیاد و عدم سیرکولاسیون کافی
آب به علت عرض کم دهانه آن و همچنین تجربه زیاد ، بصورت اکوسیستم خاصی عمل می
کند علاوه بر میزان بسیار زیاد املاح در میلی لیتر دمای 34-33 درجه شرایطی
استثنایی را پدید آورده که طرح اختلاط بتن ویژه ای را طلب می نماید و تا کنون
متأسفانه هیچ یک از آئین نامه های داخلی و خارجی بتن به آن نپرداخته اند .
تحقیقات در شرایط آزمایشگاهی در بر گیرنده پاسخ های صحیح و دقیق نبوده است و
ضرورت دارد کهخ این تحقیقات را به سمت و سوی تحقیقات محیطی بسط داد . بدیهی
است که امر تحقیقات باید در دو زمینه بهسازی و جایگزینی مواد جدید و مقاوم در
برابر عوامل فساد بتن و ت=از سویی پیدا کردن روشهای جدید مبارزه با فساد بتن
از سوی دیگر انجام گیرد .
ر – طرح اختلاط بتن
طرح صحیح صورت مسأله بر اساس شناخت دقیق اقلیم ، مکان ، مکصالح و نوع سازه ،
امکان تهیه طرح مطلوب بتن را بدست می دهد . طرح اختلاط بتن به مانند هر گونه
طراحی دیگر بایستی به صورت موردی و منفرد انجام گیرد و از استفاده عمومی طرح
اختلاط واحد بتن اکیدا“ اجتناب شود . اختلاط بتن بایستی با درصد و طیف مناسبی
از عناصر ریزدانه و درشت دانه انجام گیرد و حذف بخشی از این موارد به مخاطره
انداختن سازه بتونی ، محسوب می شود .
ل – تولید، اجرا و عمل آوری
اجرا و عمل آوری بتن از مهمترین مباحث مربوط به بتن می باشد که مکمل طرح
اختلاط بتن بوده و اجرای صحیح و دقیق آن امکان اتصال بتن با چگالی زیاد را
بدست می دهد که به علت فشردگی زیاد اجزای بتن راه نفوذ عوامل را به درون بتن
سد نموده و استحکام و دوام سازه ای را تضمین می نماید .
ن- نگهداری
نگهداری سازه های بتونی از مهمترین بحثهای مدیریت حفاظت بتن می باشد که
بکارگیری آن در تمامی دوران بهره برداری توصیه گشته و امروزه در تمامی
کشورهای پیشرفته به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است .
نتیجه گیری :
با توجه به پهناوری کشور و شرایط مختلف اقلیمی و محیطی ، تهیه و تنظیم آئین
نامه های منطقه ای بتن و فولاد امری ضروری است و بهره برداری بی دردسر از
سازه ها ایجاب می کند که به امر طراحی ، اجرا و بهره برداری سازه ای توجه
ویژه ای مبذول شود ، از این رو در جهت تکمیل طرح مدیریت حفاظت بتن طرحی را
تحت عنوان شناسنامه سازه ای تهیه و ارائه نموده ایم که امیدواریم پس از کسب
نظر اساتید ، دانشمندان و صاحبنظران به عنوان امری واجب و ضروری در راه حفظ و
نگهداری سرمایه های ملی و کلیه سازه ها ( اعم تاز بتونی ، خاکی ، فلزی و ...
) مورد استفاده قرار گیرد